Коррозия

Коррозионное растрескивание и точечная коррозия нержавеющих сталей

На нефтеперерабатывающих заводах наблюдаются повреждения оборудования из хромоникелевых и хромоникельмолибденовых сталей из-за глубокой точечной коррозии и коррозионного растрескивания (КР). Эти виды коррозионных разрушений наблюдаются только при наличии в среде электролита и определенных коррозионно-активных агентов: хлоридов, сероводорода, цианидов. Такие условия создаются в основном в конденсационно-холодильном оборудовании установок АВТ, гидроочистки, гидрокрекинга и других, где по условиям работы из-за низкой коррозионной стойкости углеродистой стали необходимо применять легированные материалы. Аустенитные стали подвергаются точечной коррозии и КР в оборотной и морской воде, особенно при наличии застойных зон.

Общие вопросы, касающиеся точечной коррозии металлов (понятие, механизм, влияние различных факторов, оценка стойкости металлов), рассмотрены в работах [100—104].

В работе [105] изучалась склонность к питтингообразованию наиболее часто применяемых в нефтепереработке аустенитных и аустенитно-ферритных хромоникельмолибденовых сталей в зависимости от температуры раствора и содержания в нем ионов хлора. Химический состав исследуемых сталей по основным элементам указан в табл. 4.9.

На рис. 4,20 показаны области температур и концентраций хлор-иона в нейтральном водном растворе, при которых идет точечная коррозия различных нержавеющих сталей. Видно, что двухфазные стали имели преимущество по стойкости перед соответствующими аустенитными сталями (SAF 2304 перед 304; 3RE60 н SAF 2205 перед 316).

Стойкость сталей к точечной коррозии возрастает с увеличением содержания хрома, молибдена и азота [106]. При температуре 35 °С при всех концентрациях хлор-ионов точечной коррозии у исследуемых сталей не наблюдалось.

Положительное влияние молибдена на стойкость сплавов к точечной коррозии более эффективно проявляется в двухфазных сталях, чем в аустенитных [107].

На примере стали AF-22 изучено влияние pH раствора, температуры, концентрации NaCl (от 0,01 до 3 моль/л) и сероводорода на потенциал питтингообразования [108]. Установлено, что при комнатной температуре склонность к питтингообразованию незначительна и практически не зависит от концентрации NaCl, При повышения температуры до 50—80 °С склонность к точечной коррозии возрастает; увеличение концентрации NaCl при повышенной температуре также усиливает точечную коррозию.

 

Таблица 4.9. Химический состав нержавеющих сталей, %

Марка

С*

Сг

Ni

Мо

Сu

N

SAF 2304

0,030

23,0

4,0

3RE60

0,030

18,5

4,9

2,7

0,07

SAF 2205

0,030

22,0

5,5

3,0

0,14

Саникро 2

0,020

27,0

31,0

3,5

1,0

316

0,035

17,3

14,6

2,7

0,22

304

0,040

18,3

9,2

0,3

0,11

AF-22

0,0З

23,0

6,5

3,5

0,2

Ферралий

0,04

26

5,5

3,0

1,7

0,17

* Даны максимальные значения.

При добавленииH2S в раствор NaCI стойкость к точечной коррозии резко снижается и практическине зависит от концентрации NaCI и температуры, однако прикомнатной температуре она довольно высока. При выдержкео бразцов стали 10Х17Н13М2Т при комнатной температуре в5%~м растворе NaCI, насыщенном H2S и подкисленном уксусной кислотой до pH 3,5, на образцах под напряжением σ = σ0,2 за 100 ч появлялся питтинг, в то время как на образцах без напряжений питтинга не было.